Integration av el och värme via högtempererade värmelager

I detta projekt analyseras möjligheterna att skapa en flexibel balansresurs för elnätet via högtempererade värmelager (till exempel smält salt) i anslutning till kraftvärme.

En utmaning vid storskalig övergång till förnybara energikällor ligger i att kunna hantera den variation i elproduktion som många av dessa energikällor ger. Produktionen från vindkraften, exempelvis, varierar på de flesta håll stort över olika tidskalor. Flera studier lyfter fram just vindkraften som den initialt troligen viktigaste kraftkällan i ett framtida hållbart energisystem. Att få fram kostnadseffektiva och hållbara metoder för ellagring lär därför bli en av de enskilt viktigaste uppgifterna för energiforskningen framöver.

Projektet innebär en systemstudie av möjligheten att i anslutning till kraftvärmeverk använda en speciell typ av värmelager som tillåter höga temperaturer (över 500 °C), exempelvis den form av smält saltlagring som idag används i vissa solkraftanläggningar. Överskottsel används för att värma upp lagret, och den lagrade värmen kan senare ersätta bränsle i kraftvärmeverket, varvid en del av energin återmatas som el till elnätet medan återstående del nyttiggörs som fjärrvärme. Eftersom man drar nytta av den infrastruktur som redan finns, ångkraftanläggning och fjärrvärmenät, bedöms konstruktionen kunna bli kostnadseffektiv jämfört med andra sätt att lagra el. Potentialen och nyttan för elnätet vid storskalig introduktion studeras, såväl som lönsamhet under olika förutsättningar. Projektet kan bidra till ny lagringskapacitet i elnätet, vilket kan komma bli viktigt i en framtid när allt större del av elen produceras via vind- och solkraft.

Rör med mätanordning. Foto.

Biomassa och avfall står i dagsläget för merparten av bränslet i svenska kraftvärmeanläggningar. Framöver är det troligt att konkurrensen om biomassan kommer att öka, medan avfallsmängderna som går till förbränning (åtminstone i ett längre perspektiv) sannolikt kommer minska. Kraftvärmeverken utgör samtidigt en reglerresurs, en potential som inte utnyttjas i Sverige (till skillnad från till exempel i Danmark), men som kan bli betydelsefull vid stor andel vindkraft i elsystemet. Det föreslagna konceptet adresserar båda dessa frågor genom att överskottsel kan bidra till reducerat bränslebehov i kraftvärmeverken. En framtida sänkning av systemtemperaturen i fjärrvärmenäten (fjärde generationens fjärrvärme) gör också att andelen el (kontra värme) i kraftvärmeverken kan öka, vilket gör att större andel av omhändertagen överskottsel kan återmatas och en flexibel balansresurs erhålls. Vi menar att konceptet, med rimlig prissättning på balansinsatser i elnätet, dels bör kunna vara lönsamt för det enskilda kraftvärmebolaget, dels ge ett avsevärt balanstillskott vid storskalig introduktion.

Resultaten från detta projekt förväntas ge svar på konceptets ekonomiska och tekniska rimlighet under olika förutsättningar. Ytterligare, mer industrinära forskning/utveckling kommer troligen krävas innan tekniken kan introduceras i praktiken, även om smält salt redan är en etablerad teknik i ett närliggande sammanhang. Då Sverige redan nu har en betydande industri och ett världsledande kunnande inom kraftvärme och avfallsförbränning, förutses på längre sikt god exportpotential av såväl teknik som kompetens, som resultat av den föreslagna forskningen.

uppdaterad

2019-11-11

Kontakt

Dela